За 18 лет работы в инфраструктурной инженерии я неоднократно сталкивался с необходимостью проектировать системы, которые не просто масштабируются, но и остаются доступными при любых сбоях. В этой статье я делюсь своим взглядом на балансировку нагрузки — не как на набор инструментов, а как на ключевую архитектурную дисциплину. Мы сравним подходы на bare metal и в Kubernetes, разберём, когда использовать HAProxy или NGINX, и подробно рассмотрим, как построить действительно отказоустойчивую систему.
Фундамент: Layer 4 против Layer 7
Все решения начинаются с выбора уровня модели OSI. Балансировка на Layer 4 (TCP/UDP) работает с сетевыми и транспортными заголовками. Она быстра, проста и идеальна для протоколов без HTTP-семантики: PostgreSQL, Redis, gRPC или VoIP. Здесь HAProxy, благодаря своей событийно-ориентированной архитектуре, часто демонстрирует лучшую пропускную способность и меньшую задержку.
Layer 7 (HTTP/HTTPS), напротив, анализирует само содержимое запроса — URL, заголовки, методы. Это даёт мощные возможности: маршрутизация по домену или пути, терминация TLS, управление сессиями и интеграция с WAF. Однако такая гибкость требует больше ресурсов. Выбор уровня — это всегда компромисс между производительностью и функциональностью.
Архитектурные парадигмы: bare metal и Kubernetes
На bare metal отказоустойчивость строится вокруг «живого» балансировщика. Я предпочитаю классическую связку HAProxy + Keepalived: Keepalived через VRRP управляет «плавающим» VIP, а HAProxy на активном узле распределяет трафик между бэкендами. Это решение предсказуемо, стабильно и не зависит от сложных оркестраторов. Оно отлично подходит для критически важных сервисов, включая даже сам control plane Kubernetes-кластера.
Kubernetes же предлагает абстракцию на уровне приложения. Объект Service сам заботится о жизнеспособности бэкендов через механизмы self-healing, а трафик внутри кластера распределяется через `kube-proxy`. Для внешнего HTTP-трафика используются Ingress-контроллеры (часто на базе HAProxy или NGINX), а для TCP/UDP — Service типа LoadBalancer. На bare metal для этого требуется MetalLB или Cilium, что добавляет слой сложности. Kubernetes решает задачу отказоустойчивости иначе: он не защищает сам балансировщик, а гарантирует наличие рабочих экземпляров сервиса.
Инструменты: HAProxy vs NGINX
HAProxy — это специализированный балансировщик. Его конфигурация логична, а язык ACL позволяет создавать сложные маршрутизационные правила. Он превосходно справляется с L4-балансировкой и предлагает самые передовые алгоритмы, включая consistent hashing. Если ваша задача — максимальная производительность и гибкость, HAProxy — мой выбор номер один.
NGINX — универсальный инструмент. Он прекрасно работает как веб-сервер, кэш и обратный прокси. Его L7-возможности обширны, но для L4-балансировки требует включения stream-модуля. Конфигурация иерархична и привычна многим, но в задачах чистого проксирования HAProxy часто оказывается эффективнее. Выбор зависит от ваших приоритетов: специализация или универсальность.
Практика: построение отказоустойчивого ядра
Конфигурация HAProxy + Keepalived — это мой проверенный годами шаблон для bare metal. Keepalived настраивается с приоритетами и health-check-скриптами, которые следят не только за сетью, но и за работоспособностью самого HAProxy. HAProxy, в свою очередь, использует продвинутые health checks, например, отправку специфичных команд для проверки состояния PostgreSQL. Ключевые параметры ядра, такие как `net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1`, обязательны для корректной работы VIP.
В Kubernetes я делаю ставку на правильную настройку graceful shutdown и liveness/readiness-проб. Без этого даже самый продвинутый Ingress-контроллер может привести к обрыву соединений во время обновлений. Для внешнего трафика на bare metal MetalLB в BGP-режиме или Cilium с eBPF предпочтительнее простого ARP-режима, так как они обеспечивают распределение нагрузки между всеми узлами кластера, а не одним «лидером».
Выводы
Универсального решения не существует. Для stateful-сервисов вроде PostgreSQL на физических серверах связка HAProxy + Keepalived остаётся золотым стандартом. Для микросервисных HTTP-приложений в Kubernetes я выбираю HAProxy Ingress Controller за его производительность и поддержку L4 через CRD. Ключевой принцип, которым я руковожусь: отказоустойчивость должна быть заложена в архитектуре, а не добавлена как опция. Ваш выбор должен диктоваться не популярностью технологии, а конкретной инженерной задачей, требованиями к доступности и имеющимися компетенциями команды.
← Back to Portfolio